Огнеупорный материал и способ его получения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)881069 (5l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 05.06.79 (2) ) 277552)/29 — 33 с присоединением заявки № (28) Приоритет (5l)NL. Кл.

С 04 В 33/22 (оаударстееимый комитет (53) УДК 666 97 (088.8) ио делаи изобретений и открытий

Опубликовано )5д)).81. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15.11.81

Б. И. Высоцкий, И. Я. Гузман и В. И. Э тин

I с !

Московский ордена Ленина и ордена Труд ого Красного

Знамени химико — технологический институт им..И.-Менделеева-

l (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использовано для изготовления муфелей, элементов печных конструкций, направляющих цементационных печей.

Известен огнеупорный материал на основе окиси алюминия, муллита и нитрида кремния(1).

Недостатком этого материала являются низкие механические и теплофизические характеристики.

Наиболее близким техническим решением к

1О предлагаемому материалу. является огнеупорный материал (2), содержащий, вес.%:

Нитрид кремния 75 — 80

Нитевидные кристаллы мулл ита 20-25

Известный огнеупорный материал перемешивают, оформляют прессованием, затем сушат и

Р обжигают. .Этот материал имеет следую|цие характеристики: пористость, )4 % 10; кажущаяся плотМ ность о „г/cM 2,84; предел прочности при сжатии ос... кгс/см 900; термостойкость от 845 С вЂ” вода, циклов > 400.

Данный материал вследствие обычного, традиционного способа получения имеет недостаточно высокие свойства: низкую механическую прочность и заниженную термостойкость.

11елью данного изобретения является повышение механической прочности и термостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорный материал, включающий глиноземсодержащий компонент и нитрид кремния, в качестse глнноземсодержащего компонента содержит высокоглиноземистый шамот с содержанием

45 — 68% окиси алюминия при следующем соотношении компонентов, вес.%

Высокоглиноземистый шамот 75-86

Нитрид кремния 14-25

Способ получения огнеупорного материала, включающий приготовление шихты, формование, сушку и обжиг, приготовление шихты осуществ. вляют смешением 80 — 90 вес.% высокоглиноземистого шамота и 10 — 20 вес.% кремния, а обжиг ведут в среде азота при 1400 — 1500 С.

881069

Таблица 1

Шихта Р вес %

Материал

Высокоглиноземистый шамот

85 90

15 10

Кремний

Таблица 2

3 4 Оз

% % ч

ВысокоПрочность, кгс/см

Козф тепл.

Термостойкость от 850 С

KTP

Х 10, град

Шихта, 11о глиноземисты

Л ватт м град шамот, % сж кз вода, цикл

13,1 2,61 4300 256 3,4

2,70

550

1 75

2 79

3 86

15,6 2,87 4500 260 3,8 3,5

500

17,9 3,2 4100 220 4,1 4,5

400

$0 ч илиал ППП "Патент", r

При обжиге в поры заготовки проникает азот и происходит синтез нитрида кремния, за счет, взаимодействия с кремнием. Новообразованный нитрид кремния."залечивает" поры; уменьшая пористость и, таким образом, повыша- 5 ет механическую прочность. Вокруг зерен. высокоглиноземистого шамота образуется оболочка из нитрида кремния, т. е. образуется сплошной

"каркас" из нитрида кремния, который имеет очень хорошие теплофизические свойства. 10

Таким. образом, получен новый огнеупорный материал с новым составом и улучшенной структурой и более высокими свойствами.

Такой огнеупорный материал может быть получен только при таком составе и по,способу реакционного спекания.

Пример. Для получения огнеупорного материала приготовлены три смеси компонентов, которые приведены в табл. 1.

Предлагаемый огнеупорный материал на основе высокоглиноземистого шамота и. связки из нитрида кремния, полученный по методу реакционного спеканйя, позволяет повысить глав-40 ные эксплуатационные характеристики огнеупорного материала,.улучппггь структуру его. Имеется возможность замены дорогостоящего карбидкремниевого наполнителя в карбидкремниевых огнеупорах с нитридкремниевой связкой на бо- 45 лее дешевый высокоглиноземистый наполнитель

Формула изобретения

1. Огнеупорный материал, включающий глиноземсодержащий компонент и нитрид кремния, о т. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения механической прочности и термостойкости, в качестве глиноэемсодержащего 55

ВНИИПИ Заказ 986 /40

В шихту добавляют технологическую связку

5 -ный раствор поливинилового спирта или водный раствор сульФип — спиртовой барды плотностью 1,20 — 1,25 г/см . Из шихты прессуют образцы, сушат и обжигают в высокотемпературной печи в среде азота при конечной температуре обжига 1450 С.

Состав и свойства полученного материала приведены в табл. 2. компонента содержит высокоглиноземистый шамот с содержанием 45 — 68% окиси алюминия при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Высокоглиноземистый шамот 75 — 86

Нитрид кремния 14 — 25

2. Способ получения огнеупорного материала по п, 1, включающий приготовление шихты, формование, сушку и обжиг, о т л и ч а ю- шийся тем, что, приготовление шихты осуществляют смешением 80 — 90 вес.% высокоглиноземистого шамота и 10 — 20 вес.% кремния, а обжиг ведут в среде азота при 1400-1500 С.

Источники информации, принятые во внимание при.экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 288629, кл. С 04 В 35/10, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР N 273700, кл. С 04 В 35/58, 1970;

Тираж 663 Подписное

Ужгоро „ул. Проектная, 4